Grundprinzipien – so denkt man FDM-gerecht
- Gleichmäßige Wandstärken: Spannungen und Schrumpf minimieren; große Sprünge vermeiden.
- Kerbwirkung reduzieren: Innenradien/ Fasen an scharfen Ecken, Zugpfade weich führen.
- Perimeter tragen Last: Wichtige Kraftpfade in XY legen; Z ist die schwächste Achse.
- Überhänge entschärfen: Fasen, Teardrops statt flacher Bögen; Brücken kurz halten.
- Verbindungstechnik früh planen: Bosse, Muttertaschen, Inserts (Schrauben & Inserts).
Wandstärken & Mindestmaße (0,4 mm Düse)
| Feature | Richtwert | Hinweise |
|---|
| Außenwand (sichtbar) | ≥ 1,2 mm (≈ 3 Perimeter) | Optik & Stabilität; bei Funktionsteilen 1,6–2,0 mm |
| Innenwand/Steg | ≥ 0,8–1,0 mm | Mind. 2 Perimeter; Zugpfade beachten |
| Decklage (Top) | ≥ 0,8–1,0 mm | 4–6 Top-Lagen; bei PETG langsamer |
| Bohrungen gedruckt | ≥ 2,0 mm | Kleine Ø lieber reiben/bohren; Teardrop-Form nutzen |
| Snap-Clip (Zunge) | Dicke 0,8–1,5 mm | Länge 8–20 mm; Radius am Fuß ≥ 0,6 mm |
| Boss für Schraube | Ø_Boss ≈ 2–2,5× Schrauben-Ø | Rippen anbinden; Fasen der Auflage |
Für größere Düsen (0,6–0,8 mm) und abrasive Materialien steigen Mindestwerte proportional.
Radien, Fasen & Rippen – Kerben entschärfen, Steifigkeit erhöhen
- Innenradien: ≥ 0,25–0,33× Wandstärke (z. B. 0,5–1,0 mm bei 3 × 0,4 mm Wänden).
- Außenfasen: 0,5–1,0 mm erleichtern Maßhaltigkeit (Elephant’s Foot kompensiert).
- Rippenstärke: ~0,5–0,6× Wandstärke; Rippenhöhe ≤ 3× Rippenstärke, sonst ausklinken/verrippen.
- Rippen-Anbindung: Mit weichen Übergängen (Radien/Scallops) ins Grundbauteil führen.
- Knoten verstärken: Dreieckige Gussets in 45–60°; an Bohrungen Ringrippen einplanen.
Teardrops statt flacher Bögen – überhangfreundliche Bohrungen
Horizontale runde Löcher erzeugen starke Überhänge. Ein Teardrop (Träne) erlaubt Überhänge ≤ 45–55°:
| Bohrungsfunktion | Form | Richtmaß | Hinweise |
|---|
| Durchgang ohne Nacharbeit | Teardrop | Breite = Ziel-Ø; Tropfenspitze 45–55° | Gute Optik unten, kein Support |
| Pass-/Lagerbohrung | Rund + Nacharbeit | CNC/Reiben auf Maß | Im Druck Übermaß +0,2…+0,5 mm |
| Gewindeeinsatz/Insert | Zyl. Loch | Herstellermaß +0,1…+0,2 mm | Insert-Guide |
Schnapphaken & Clips – kurz und robust
- Geometrie: Zunge mit konstanter Dicke und großem Fußradius (≥ 0,6–1,0 mm).
- Orientierung: Biegefaser in XY (Perimeter entlang der Zunge), nicht quer in Z.
- Material: Zäher Kunststoff bevorzugt (PCTG/PETG, PA); PLA neigt zu Sprödbruch.
- Freiweg: Abhebewinkel 10–15°, Gegenhaken mit kleiner Fase 0,3–0,5 mm.
Schrift, Logos & Reliefs
- Erhaben: Linienstärke ≥ 0,4 mm, Höhe ≥ 0,6 mm; Top langsamer, optional Ironing.
- Vertieft: Breite ≥ 0,6 mm, Tiefe ≥ 0,4 mm; für Kontrast dunkler füllen/lackieren.
- Richtung: Schriftzug parallel zur X- oder Y-Achse drucken (sauberere Konturen).
Materialeinfluss – was das Design ändert
| Material | Design-Tendenz | Hinweis |
|---|
| PLA | Steif, aber spröder | Radien/Perimeter erhöhen; Schnapphaken vorsichtig |
| PCTG / PETG | Zäh, verzeiht Clips | Stringing beachten; Bohrungen gern nacharbeiten |
| ASA / ABS | Formstabil, gute Nacharbeit | Warping-Risiko → Fasen unten, Kammer/Führung |
| PC | Sehr fest, heiß | Wandstärken großzügig; trocknen; Oberfläche langsam |
| PA / PA-CF | Zäh/steif (CF), kerbempfindlich | Radien groß; Drybox; CF mit ≥0,6 mm Düse |
| TPU | Flexibel | Clips & Dämpfer gut; präzise Bohrungen schwer |
Praxis-Workflow – von CAD zum robusten Teil
- Ziel festlegen: Funktions-/Sichtflächen, Lastpfade, Passungen.
- Wände & Rippen nach Tabelle dimensionieren; Radien setzen.
- Bohrungen/Verbinder planen (Teardrop, Muttertasche, Insert).
- Ausrichtung für Kraftpfade/Optik; Support vermeiden.
- Testsektion (kritische Zone) drucken und Maße/Feel prüfen.
- Profil dokumentieren (Material, Layer, Düsen-Ø, Nacharbeit).
Fehlerbilder – Ursache & Abhilfe
| Problem | Ursache | Abhilfe |
|---|
| Riss am Rippenfuß | Scharfe Innenkante, zu hohe Rippe | Fußradius ≥ 0,6–1,0 mm; Rippe niedriger/stärker verrippen |
| Clip bricht früh | PLA spröde, Orientierung quer zur Biegung | Material wechseln (PCTG/PA), Clip in XY legen, Fußradius ↑ |
| Unterseite rau/gesackt | Flache Bögen ohne Support | Teardrop/Fase modellieren, Brückenrichtung optimieren |
| Boss platzt | Zu dünn, kein Radius, Drehmoment zu hoch | Ø_Boss & Wandstärke ↑, Fasen/Radien, Inserts |
| Verzug an großen Flächen | Ungünstige Geometrie/Wandwechsel | Wände vereinheitlichen, Fasen unten, Kammer/Brim |
Checkliste – FDM-gerechtes CAD
- Wandstärken gleichmäßig; Außenwand ≥ 1,2 mm (0,4er Düse).
- Innenradien/Fasen gegen Kerben.
- Rippen ~0,5–0,6× Wandstärke, sanft anbinden.
- Bohrungen: Teardrop für „ohne Nacharbeit“, Präzision nachbohren.
- Clips in XY ausrichten; zähes Material bevorzugen.
FAQ – Konstruktion FDM-gerecht
- Warum 3 Perimeter für Außenwände?
- Perimeter tragen die Last und bestimmen die sichtbare Qualität. 3 Bahnen ergeben robuste, dichte Außenhäute.
- Ist ein Fillet oder eine Fase besser?
- Innenradien reduzieren Kerbspannung am effektivsten; außen helfen Fasen gegen Kantenüberhöhung/Elephant’s Foot.
- Kann ich runde Löcher ohne Support drucken?
- Teardrops funktionieren oft supportfrei. Für Passungen besser rund drucken und nacharbeiten.
- Wie dimensioniere ich Schnapphaken?
- Kurz & breit statt lang & dünn, großer Fußradius, Biegefaser in XY, zähes Material. Testlehre drucken.
- Wie plane ich Bosse für Inserts?
- Boss-Ø ≈ 2–2,5× Schrauben-Ø, Insert-Bohrung nach Hersteller +0,1–0,2 mm, Stop-Kragen; siehe Insert-Guide.
Weiterführende Themen
